纳米尺度结构表面缺陷磁检测的理论极限

我们对结构表面缺陷（如裂纹或压痕）结合粗糙表面或软铁磁金属（如体心立方 Fe 或非晶 CoFeB）亚表面夹杂物的磁信号进行了理论研究。基于计算得到的表面上方数十纳米处的杂散磁场，我们讨论了早期检测小表面缺陷的极限。所考虑的表面瑕疵具有几纳米的扩展范围，这对应于 Fe 或 CoFeB 磁交换长度的低倍数。检测如此小的不均匀性要求传感器与表面的距离大约与不均匀性的尺寸相当。此外，扫描传感器的步长也必须具有相同的尺寸。例如，使用金刚石氮空位中心量子传感器的扫描显微镜可能满足这两个要求。